ИССЛЕДОВАНИЕ ОСАЖДЕННЫХ ИЗ ГАЗОВОЙ ФАЗЫ КРЕМНИЙ-ГЕРМАНИЕВЫХ СОЕДИНЕНИЙ НА ПУЧКЕ ПРОТОНОВ

Abstract

Создание высокотехнологичных полупроводниковых материалов в виде плотных конденсатов на основе кремния и германия методом совместного осаждения из газовой фазы требует тщательного выбора параметров осаждения и соответствующих методов контроля, позволяющих оперативно получать информацию о характеристиках полученных материалов, включая массовое содержание основных и легирующих компонентов, толщину осажденного слоя, равномерность распределения элементов вдоль поверхности и по глубине образца. Подобные структуры могут, в соответствии с предназначением изготавливаемого изделия, наноситься на разнообразные подложки – углерод, кремний, вольфрам, молибден, сплавы олова и ниобия. При малой толщине осажденного слоя от сотен нанометров до единиц микрометров, при исследовании подобных структур могут возникать сложности, связанные с регистрацией аналитического сигнала в условиях мешающего фона подложки. В предлагаемой работе показаны возможности решения подобного рода задач на основе использования пучка протонов от электростатического ускорителя. Использование характеристического рентгеновского излучения, возбуждаемого протонами, позволило получить данные о влиянии различных параметров режима осаждения на состав получаемых материалов, равномерность распределения отдельных компонентов, и обеспечить, тем самым, развитие технологии производства и совершенствование качества подобных изделий. Показано, что использованный подход позволяет определять содержание германия и кремния в широком диапазоне концентрации от десятых долей до десятков процентов масс. без разрушения анализируемых объектов. Проведенные исследования показали также, что в случае интерференции рентгеновских линий определяемых элементов с излучением от подложки возможно определение содержания германия и кремния по мгновенному гамма излучению из ядерных реакций на ядрах изотопов атомов этих элементов. Использование резонансов из ядерных реакций и измерения интенсивности рентгеновского излучения при нескольких величинах энергии протонов, позволяют также определять толщину осажденного слоя и профили концентрации отдельных элементов.